低速区永磁同步电机无传感器控制技术综述.pdf

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1、船电技术l综述低速区永磁同步电机无传感器控制技术综述张少华，吴湘频(武汉船用电力推进装置研究所，武汉430064)摘要：在永磁同步电机无速度传感器系统中，中、高速区的转速估计方法已经获得良好的控制性能，但这些估计方法在低速区并不适用，永磁同步电机低速区的转速估计在高性能永磁同步电机无传感器控制系统占有重要地位。本文综述了低速区永磁同步电机无传感器技术发展现状，并对各种方法将进行分析比较，最后，提出了永磁同步电机无传感器技术发展的趋势。关键词：永磁同步电机低速无传感器控制一中图分类号：TM351文献标识码：A文章编号：10034862(2014)07．0014—05ReviewonSen

2、sorlessControl0fPMSMatLowSpeedRangeZhangShaohua，WuXiangpin(WuhanInstituteofMarineElectricPropulsion，Wuhan430064，China)Abstract：／nthesensorlesscontrolofPMSMsystem，thespeedestimationatmiddleandhighspeedhasgoodcontrolperformance，buttheseestimationdonotapplytolowspeedrange．ThespeedestimationofPMSMat

3、lowspeedrangeinsensorlesscontrolofPMSMwithhighperformanceplaysanimportantrole．ThispaperreviewsthedevelopmentstatusofsensorlesstechnologyatlowspeedrangeofPMSM,thevariousmethodsareanalyzedandcompared,andthesensorlesstechnologydevelopmenttrendofPMSMarepresented．Keywords：permanentmagnetsynchronousmo

4、tor(PMSM)lowspeed~sensorlesscontrol0引言精度控制¨。1PMSM无传感器控制发展及分类永磁同步电机因具有启动转矩大、功率因素高、响应速度快等优点，在要求高控制精度和高1989年L．A．Jones用观测器法实现了永磁电可靠性的场合获得了广泛应用。在这些应用场合，机转子位置的估算，这一成功应用被认为是无传转速闭环是电机获得高精度控制的前提，但在一感器技术在PMSM控制中的首次应用[21。目前，些场合，如1)超高速应用时；2)电机尺寸受限按速区划分，可将永磁同步电机的无传感器划分时；3)极恶劣环境中，温度、湿度、强振动等不为中、高速区无传感器控制方法和低速区

5、(包括利因素影响时；电机传感器的精度、线缆的安装零速)无传感器控制方法。其中，中、高速区转都很难保证，转速反馈一旦出现问题，将造成灾速估算方法大多依赖于电机基波模型，是通过各难性的后果。种算法获取与转速有关的各种物理量(电压一电因此，人们希望能找到一种替代传统机械式流、磁链、反电动势等)，并从这些物理量中提取传感器测量电机参数的方法。无传感器控制技术出想要获得的转子位置或转速信号，中、高速区就是利用电机绕组中的相关易测变量，如定子电估算方法主要有以下几种：压、定子电流、绕组磁链等，通过特定的算法来1)基于数学模型的开环估计方法；估算出电机转子的位置或速度，从而实现电机高2)观测器估计法

6、，观测器法的研究成果最为丰硕，可分为全／降阶状态观测器、滑模观测器、收稿日期：2013-09-13扩展卡尔曼观测器、模型参考自适应观测器等；作者简介：张少华(1981．)，男，工程师。研究方向：电机工程。3)基于人工智能算法(神经网络、模糊控14船电技术I综述制等)的估算方法。埋式永磁电机。其原理依据是电机的凸极特性，但应用于中、高速区的基于电机基波模型的由于电机凸极结构的存在，电机定子绕组的电感估算方法需要提取的物理量大多与电机转速成正会随着电机转子位置的变化而发生周期性的变比，当电机运行于低速甚至零速时，在实际存在化，可利用内置式永磁电机的这一凸极特性来实的各种干扰因素的作用下，很

7、难提取出所需的物现电机转子位置的估算。复“INFORM”电感定义理量信息，因此，中、高速区的各种估算方法不为给定电压空间矢量与相应电流矢量变化率的比适合应用于低速区甚至零速区。为提高永磁同步值，具体实现方法是先向电机定子绕组施加短时电机无传感器技术在低速区甚至零速区的调速性间且方向不同的电压空间矢量，然后检测出相应能，拓宽电机的调速范围，零速、低速的无传感的定子电流空间矢量变化率，即可以从器控制技术是必须解决的问题。因而，无传感器“INFORM